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期刊信息/Journal information
岩土力学
中国科学院武汉岩土力学研究所
岩土力学

中国科学院武汉岩土力学研究所

白世伟

月刊

1000-7598

ytlx@whrsm.ac.cn

027-87198484

430071

湖北省武汉市小洪山中科院武汉岩土力学研究所

岩土力学/Journal Rock and Soil MechanicsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是全国中文核心期刊、美国《工程索引》（EI）收录期刊，同时也是中国科学引文数据库、中国科技论文统计源期刊，且为《中国期刊网》、《中国学术期刊（光盘版）》、《万方数据库》、重庆维普全文收录，欢迎读者通过期刊网查阅本刊内容。本刊主要报道岩土力学与工程研究和工程获得的新理论、新成果、新方法。
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    基于Weierstrass-Mandelbrot函数的岩体裂隙映射重构

    刘宏伟陈世江许有俊张旭...
    3058-3070页
    查看更多>>摘要：重构岩体裂隙对精准构建裂隙岩体模型以及准确获取其力学性质具有重要意义.鉴于此,为使重构裂隙与天然状态相吻合,提出了 D-nmax阈值公式,修正了用于岩体裂隙模拟的Weierstrass-Mandelbrot(W-M)函数.通过二值化灰度图像对Barton 10条剖面线进行数字化,经试错法及综合分析法,以等差方式确定10个粗糙度水平的Hurst值.通过对10条剖面线进行傅里叶变换得到了幅值特征新参数Spp,结合起伏角标准差σi线性构建新裂隙粗糙度系数(joint roughness coefficient,简称JRC)计算公式.采用二分法获得目标JRC值对应W-M函数的最佳尺度常数G值,建立了 JRC与W-M函数的映射关系.W-M函数考虑了随机项,实现了重构裂隙的差异化.对重构裂隙进行粗糙度定量化研究和室内试验,验证了新参数Spp、新JRC计算公式及映射关系的有效性.所作研究为拓展岩体裂隙获取方法提供了新的思路,为裂隙岩体力学性质研究奠定了基础.

    岩体裂隙自仿射分形Weierstrass-Mandelbrot函数裂隙粗糙度系数(JRC)映射重构

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    深挖方膨胀土边坡时空变形特征分析

    胡江李星
    3071-3080页
    查看更多>>摘要：深挖方膨胀土边坡受降水、地下水以及地质构造、支护措施等多因素影响,变形呈现复杂的时空异质性.以南水北调中线总干渠陶岔渠首段边坡为例,开展时空变形特征分析.借助变分模态分解、加权多尺度局部异常系数以及聚类分析等数据挖掘方法,分析变形的时间变化规律,识别空间分布特征;阐释降水量、地下水位等因素对边坡变形趋势性、周期性和波动性分量的影响机制;对边坡变形进行分区分析,推测潜在滑动面和滑动体;讨论边坡变形机制.结果表明,边坡变形呈现显著的趋势性变化,还表现出季节性和间歇性.下部变形值较大,往上逐渐减少.上部显著变形区深度为3 m,位于大气影响层内;中部受地下水波动和裂隙密集带影响,显著变形区较深,达11 m;下部受支护体系限制,变形主要位于浅层.上层滞水受雨水补给,波动范围大,导致中上部变形深度较深,在16.5 m深度内仍存在一定变形.潜在滑动面为折线形,前缘受地下水、裂隙密集带和边坡支护体系影响,近似水平.为减少地下水波动对膨胀土胀缩变形的影响,建议采用排水井降排深层地下水.该研究成果可为深挖方膨胀土边坡运行管理和加固处置提供技术支撑.

    膨胀土边坡变形滑动面地下水数据挖掘

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    《岩土力学》2023年第12期被EI收录论文(27篇,收录率100％)

    3080,3094页
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    裹覆隔振层的实心桩纵向振动特性研究

    邓世邦罗威力
    3081-3094页
    查看更多>>摘要：为分析实心桩裹覆隔振材料后的纵向振动特性,基于Rayleigh-love杆件模型和Novak平面应变理论,综合考虑桩周振动传播介质的径向和纵向非均匀性以及桩身横向惯性效应,建立了桩周振动传播介质-实心桩耦合作用纵向动力阻抗解析模型.利用Laplace变换、复刚度传递和阻抗函数传递法,得到黏性阻尼介质中任意竖向荷载作用下实心桩桩顶动力阻抗的解析解答,并与已有解析解答对比验证其合理性.通过现场试验发现,桩顶动刚度幅值的大小对桩顶动力响应有明显影响,两者之间高度相关.在此基础上,研究了橡胶隔振层不同厚度和纵向深度以及隔振层材料种类变化对实心桩桩顶动刚度的影响.结果表明,在1～80 Hz频段内:(1)随着橡胶隔振层厚度的增加(减小),动刚度幅值曲线会向低频(高频)移动,但整体上厚度变化对特征频率和动刚度幅值的影响较小;(2)随着橡胶隔振层纵向深度的增加(减小),动刚度幅值曲线的振荡幅度和振荡频率也会随之明显提高(降低);(3)当采用剪切模量小于桩周土体的隔振材料时,随着剪切模量的减小,动刚度幅值曲线的振荡幅度和振荡频率也会随之提高;(4)当采用剪切模量大于桩周土体的隔振材料时,随着剪切模量的增大,动刚度幅值曲线的振荡属性基本消失,且整体会出现小幅抬升.

    桩基础地铁振动隔振复刚度传递动力阻抗

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    缺陷桩-梁系统的动力特性应用研究

    高柳吕述晖王奎华
    3095-3104,3116页
    查看更多>>摘要：提出了缺陷桩-梁系统的理论模型.桩周土采用了三维连续介质模型,桩身则采用Rayleigh-love杆件,以考虑大直径桩的横向惯性效应.为了模拟桩身的缺陷段,采用了不同于正常桩身半径的桩段.通过结合阻抗函数递推法、虚土环法(ring soil pile theory,简称 RSPT)和修正的阻抗函数递推法(amended impedance function transfer method,简称 AIFTM),得到了桩-土系统的桩顶阻抗.桩顶梁采用了 Timoshenko杆件进行模拟,同时在桩-梁连接处施加瞬态激振.成功求得了桩-梁系统动力响应在频域内的解析解,并利用离散傅里叶变换获得了时域内的半解析解.为了验证模型的合理性,将获得的半解析解与试验数据和有限元法结果进行了对比.研究结果显示,桩-梁系统较为适合的激振拾取点通常为桩梁连接处,同时需要综合考虑桩梁参数的影响.最后,通过参数分析方法探讨了在桩-梁系统上使用低应变测试的注意事项.

    低应变测试缺陷桩-梁系统半解析解Timoshenko梁

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    自然条件下石窟岩石裂缝宽度的变化规律

    刘成禹许枝钰吴昌宇张向向...
    3105-3116页
    查看更多>>摘要：以北京周口店猿人洞遗址侧壁上的钙质胶结砾岩为研究对象,通过12个岩石测缝计连续7年监测数据和周边环境监测数据的统计分析,得出自然条件下石窟岩石裂缝的变化规律.研究表明:(1)自然条件下,岩石裂缝宽度呈现出季节性、周期性变化规律,采用适宜于非平稳季节的差分自回归滑动平均模型(autoregressive integrated moving average model,简称ARIMA模型)对裂缝宽度进行预测,其中ARIMA(2,1,1)模型的拟合精度最高.(2)岩石裂缝宽度与环境温度、湿度呈负相关性关系,与环境温度的相关性明显高于湿度;岩石裂缝宽度变化滞后于环境温度和湿度的变化,与温度的滞后相关性高于湿度,与温度的滞后时间远小于与湿度的滞后时间.(3)岩石裂缝宽度与环境温度的相关性及滞后相关性程度为常温＞高温＞低温＞极端低温;滞后时间为极端低温＞低温＞高温;周边环境相对湿度越稳定,它们的相关性越高.(4)相同温度下,岩石裂缝宽度随时间呈缓慢增长趋势,近似呈指数增长或指数渐近式分布.(5)环境温度相同条件下,湿度越稳定,岩石裂缝宽度随时间的增长越缓慢;天然状态下,环境温度越低,岩石裂缝宽度随时间的增长越快.该研究成果有助于深入了解石窟岩石裂缝在自然条件下的扩展规律,为温带季风气候地区岩石古遗址、石窟、石刻等的预防性保护提供了裂缝变化的参考依据.

    岩石裂缝温度相对湿度相关性猿人洞

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    某引水隧洞大变形缓冲层支护方案设计参数优化研究

    舒晓云田洪铭陈卫忠朱珍德...
    3117-3129页
    查看更多>>摘要：高地应力软岩隧道围岩变形具有显著的时效特性,容易引起运营期隧道衬砌结构开裂和破坏.以新疆某引水隧洞泥岩大变形段为背景,提出在初期支护与二次衬砌之间设置高压缩缓冲层的支护方案,以保证隧洞在运营期安全.首先针对现有缓冲层支护方案,开展了支护结构受力的现场监测与分析,然后采用数值仿真方法对缓冲层支护方案进行了参数优化,最后将优化后方案与原方案的支护效果进行了对比分析.(1)现有支护方案的监测结果表明:当现场安装密度为90～100 kg/m3的5 cm聚乙烯缓冲层后,缓冲层易进入压密阶段,围岩形变压力达到0.36 MPa,衬砌受力仍具有非均匀性,缓冲层材料和厚度还有可优化的空间.(2)缓冲层支护参数优化表明:缓冲层平台应力偏大会导致其难以被压缩而降低吸能效果,偏小将难以有效限制围岩变形,两者都会造成缓冲层对围岩形变能的吸收不足,衬砌的安全性较低.随着缓冲层厚度的增加,衬砌破坏程度逐渐减小,但减小幅度逐渐减弱.对于本工程而言,当平台应力为0.5 MPa,压缩率≥0.6,厚度为10 cm时,缓冲层支护效果最佳.(3)对比分析表明:相比于原缓冲层支护方案,优化后的缓冲层支护将使得衬砌最大主应力减小了 20％～30％,缓解衬砌的应力集中程度,可保障隧道支护结构的长期稳定.

    时效变形隧道支护缓冲层数值模拟参数优化

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    液化诱发剪切应变局部化的近场动力学模拟

    孙伟王睿张建民
    3130-3138页
    查看更多>>摘要：在含有低渗透性土层的可液化地基中,液化引起的超静孔压累积和重分布可能导致孔隙水集中至低渗透性土层底局部区域,从而引发剪切应变局部化和延迟破坏现象.引入一种正则化技术——非局部近场动力学(peridynamics,简称PD)理论来模拟此类现象,以克服采用经典有限元方法(finite element method,简称FEM)模拟应变局部化时通常具有的网格依赖性问题.计算模型采用PD和FEM分别模拟固相和流体相,并使用砂土液化大变形本构模型(CycLiq)模拟可液化砂土.在验证了所提出方法的有效性后,使用多种不同离散密度的计算模型,分析了具有低渗透性夹层的一维倾斜场地的地震响应.从理论和数值上,说明了所提出的方法在模拟液化引起的剪切应变局部化时,可以消除网格依赖性.同时参数分析表明,相同条件下,低渗透性夹层位置越高,夹层渗透系数相比砂层越小,则地基因剪切应变局部化产生的侧向位移量越大.

    液化地震剪切应变局部化延迟破坏近场动力学

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    P1波在饱和土和饱和冻土介质分界面上的透反射问题研究

    张嘉伦马强蒋汇鹏
    3139-3152页
    查看更多>>摘要：基于饱和多孔介质和冻结饱和多孔介质中波的传播理论,研究了 P1波在饱和土介质与饱和冻土介质分界面上的透反射问题.采用Helmholtz矢量分解原理,结合饱和土与饱和冻土交界面的边界条件,获得P1波从饱和土层入射至饱和冻土层分界面处的透反射振幅比的解析解.通过数值计算,分析了入射频率、入射角度、饱和土介质中的渗透率以及饱和冻土介质中胶结参数、温度和接触参数等对土层分界面处的透反射振幅比的影响规律.研究结果表明:入射P1波的传播速度远小于饱和冻土介质中P1波的传播速度,因此当P1波从饱和土介质入射至饱和冻土介质中时将产生临界角,当入射角等于临界角时振幅比将发生突变;饱和土介质中渗透率对波的透反射振幅比影响较小,但其对于反射P2波影响突出;饱和冻土介质中的温度、胶结参数的变化对于波的透反射振幅比的影响显著.

    饱和土饱和冻土波的传播反射振幅比透射振幅比

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    《岩土力学》征稿简则

    封2页
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